[发明专利]一种新型香烟包装用无铝内衬纸涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种内衬纸涂料，特别是涉及一种新型香烟包装用无铝内衬纸涂料及其制备方法，属于水性聚合物领域。

背景技术

国内外食品、烟草行业的包装材料，对保鲜、防腐等要求较高，目前多数采用铝箔与纸张的复合物，成本较高，而且其中的纸张无法回收循环使用，造成资源的大量浪费；溶剂型涂料可以满足无铝纸张的涂布需求，但溶剂型涂料含有的有机溶剂残留在涂料中不能满足食品和烟草行业的包装材料的卫生要求；采用水性涂料可以避免上述缺陷，成为现在研究的热点。现有水性涂料由聚合物乳液和各类助剂配制而成，其中其关键作用的是聚合物乳液。现有聚合物乳液包括聚氨酯乳液、聚丙烯酸酯乳液和聚氨酯聚丙烯酸酯乳液，其中聚丙烯酸酯乳液具有较高的性能/价格比，成为优先使用的乳液。现有聚丙烯酸酯乳液存在的问题有：(1)涂膜交联密度低、涂膜耐水性特别是耐热水浸泡性能差；(2)涂膜硬度和耐折绕性能不能兼顾，因为包装纸要定型，需要涂膜具有较高的硬度和优异的柔韧性，二者较少的聚合物乳液能满足；(3)不能满足纸张的涂布要求。通过对现有聚合物乳液交联改性并合理设计其乳胶粒子形态是解决上述问题的有效方法。

发明内容：

为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种新型香烟无铝内衬纸涂料及其制备方法，该方法制得的香烟无铝内衬纸涂料的涂膜硬度较高，且涂膜的柔韧性和耐折绕性能较好，还具有良好的交联密度和耐水性，可取代含铝的纸张用于香烟包装。

本发明核壳结构聚合物乳液中胶乳粒子的壳层分布着羧基、胺基或羟基，能在室温或加热条件下产生交联作用，赋予涂层高的交联密度和耐水性。制得的新型涂料，直接涂覆于纸张上，干燥后的纸张具有优异的密闭性、强度和美感，可取代含铝的纸张用于香烟包装行业，同样起到防潮、保香等作用。通过涂覆涂料的方法可以大量节约铝箔资源，降低了企业成本，而且这种纸张可循环再生使用，节约资源，达到环保降耗要求。

本发明目的通过如下方法实现：

一种新型香烟无铝内衬纸涂料的制备方法，包括如下步骤：

(1)核壳结构交联型聚丙烯酸酯乳液的制备

向反应釜中加入去离子水、乳化剂、核层单体，750-1500转/分钟搅拌乳化，加热升温至75-80℃，滴加引发剂的水溶液，引发聚合反应1-2小时，制成核层粒子；所述核层单位由烯类硬单体、烯类软单体和多烯类单体按质量比为60-80∶15-25∶0.4-2.0组成；所述去离子水用量为单体总质量的90-120％；所述乳化剂为烯丙基聚乙氧基磺酸盐，乳化剂用量为单体总质量的2.0-5.0％；所述引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵，引发剂的水溶液用量为核层烯烃单体质量的0.1-0.5％；所述引发剂的水溶液的质量浓度为20-50％；

将混合好的壳层烯烃单体与引发剂的水溶液同时滴加到核层粒子反应体系中，2-4小时内滴加完成，滴加完毕后，反应0.5-1小时，然后向反应釜加入质量浓度为3-5％的叔丁基过氧化氢水溶液；反应0.5-2小时，冷却至40℃以下，过滤出料，得到核壳结构交联型聚丙烯酸酯乳液；所述壳层烯烃单体由烯类硬单体、烯类软单体和可交联活性单体按质量比20-35∶40-60∶10-20组成；所述引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵，引发剂的水溶液用量为壳层烯烃单体质量的0.1-0.5％，引发剂的水溶液的质量浓度为20-50％；叔丁基过氧化氢用量为单体总质量的0.03-0.05％；

所述单体由核层烯烃单体和壳层烯烃单体组成，其中核层烯烃单体质量占25-40％，壳层烯烃单体质量占60-75％；

所述烯类硬单体为苯乙烯(st)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸异冰片酯(IBOMA)、丙烯酸异冰片酯(IBOA)、叔十碳酸乙烯酯(VeoVa-10)和丙烯腈单体(AN)中的一种或多种；

所述烯类软单体为丙烯酸乙酯(EA)、丙烯酸丁酯(BA)和丙烯酸异戊酯(IPA)中的一种或多种；

所述多烯类交联单体为二乙烯基苯(DVB)、双丙二甲基丙烯酸酯(TPGDA)和三缩丙二醇二甲基丙烯酸酯(TEGDA)中的一种或多种；

所述可交联活性单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和马来酸酐(MAL)中的一种，与丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、丙烯酰胺(AM)、羟甲基丙烯酰胺(NAM)、甲基丙烯酸N，N二甲胺基乙酯(DMEA)和丙烯酸羟乙酯(HEA)一种的混合物；

(2)新型香烟无铝内衬纸涂料的制备